自動成拴閥在600 MW機組輸灰系統改造中的應用

王俊堂

(河南華潤電力首陽山有限公司，河南 洛陽 471000)

某發電廠每臺鍋爐配有2臺靜電除塵器，下設32個灰斗，每個灰斗下對應布置1臺MD倉泵，其中一、二電場為大MD倉泵，三、四電場為小MD倉泵。一電場灰斗下安裝8臺80/8/10MD型倉泵，采用MD倉泵串聯的方式，通過一條輸灰管路輸送到2座粗灰庫。2座灰庫之間通過庫頂切換閥切換。二電場灰斗下安裝8臺45/8/8MD型倉泵，通過一條輸灰管路輸送到1號細灰庫。三、四電場灰斗下各安裝8臺6/8/6MD型倉泵，通過一條輸灰管路輸送到2號細灰庫。二、三、四電場按時間順序和灰斗料位優先運行。由于三、四電場灰量較少，兩電場之間可以通過管路切換閥交替運行。輸灰氣源由專門設置的除灰空壓機提供，氣動閥的控制氣源由主機的儀用空壓機和灰庫儀用空壓機提供。

1 自動成拴閥的工作原理

ZCX-16型自動成栓閥門是一種自動開閉的氣力輸送專用成栓閥門，它能在輸送管道發生堵管時自動開啟，在輸送管道暢通后自動關閉，從而實現管道滿管輸送，解決堵管難題，提高了氣力輸送系統運行的經濟性和可靠性。

ZCX-16型成栓閥安裝在輸送管道和壓縮空氣管道之間，當輸送管道發生堵管時可以自動打開，使管道內的灰成栓，當成栓完成，管道疏通后自動關閉。在閥門開啟和關閉過程中不用任何控制元件，閥門打開和關閉時的壓力可以根據需要進行調節，從而提高了氣力輸送系統運行的可靠性，降低了生產成本。并且只有在管道壓力高的地方(需要成栓的點)閥門才開啟成栓，減少了壓縮空氣的用氣量;完成成栓后，輸送管道內的壓力會降低，當降低到一定值時，閥門自動關閉。

自動成栓閥的工作原理如下(見圖1)。

(1) 成栓前：成栓前管道內的灰近似滿管，管道輸送狀態近似堵塞或堵塞(可通過調節成栓設備的開啟壓力進行調節)，管道壓力增加，本系統設計為0.25 MPa開啟。

(2) 栓塞的形成：當輸送管道內的壓力達到成栓設備的開啟壓力時，成栓設備開始工作，把管道內的灰分成若干個成栓單元進行成栓。此時，每個成栓閥門的作用就是把本單元的灰向灰庫方向推進。

(3) 栓塞的退化：隨著成栓設備的進氣和栓柱在管道中的運動，栓塞會漸漸退化，同時管道內的壓力也會隨之下降，當壓力下降到一定值時(本系統設計為0.21 MPa)，成栓設備會自動關閉，管道內的灰自由流動。當管道內的灰在失去成栓設備的作用后，又會恢復到堵管或近似堵管的狀態時，又到了成栓前的條件。

(4) 整個工作過程為：成栓前—栓塞形成—栓塞退化—成栓前。

2 改造前的狀況與堵灰原因分析

隨著電廠用煤逐漸緊張，燃燒用煤煤質也越來越差，機組原設計600 MW滿負荷運行時產灰量為88 t/h，而實際達到130 t/h，嚴重超出設計值。在此情況下，機組負荷高或鍋爐燃煤煤質發生變化時，不僅產生的灰量大，而且飛灰顆粒度粗，極易引起輸灰不暢而堵管，造成電除塵器灰斗高料位、部分電場短路跳閘。為降低電除塵器灰斗料位，不得不進行人工事故排灰。這樣不僅造成電除塵器區域污染嚴重，并且消耗了大量人力、物力和財力。

3 改造措施

(1) 從原壓縮空氣母管新接一條自動成栓閥專用伴氣管，管道為89×4.5的無縫鋼管。此管與灰管平行并列一直到灰庫底部。在伴氣管與輸灰母管連接處加裝1個DN80的手動隔離門，并在伴氣管上開口焊接自動成栓閥進氣連接件。

(2) 在主輸灰管路上沿氣流45°開口方向安裝自動成栓閥進氣管，開口時需要停止倉泵運行，焊接完成后關閉進氣組件閥門，氣力輸灰系統可以運行。自動成栓閥與伴氣管路的連接件一一對應，用專用的PU管快速連接。相鄰2個倉泵之間加裝3套自動成拴閥，遠離倉泵輸灰管線加裝自動成拴閥逐級減少，一直加裝至灰庫底部。完成所有的安裝工作，設備投入運行進行調試，根據輸灰現場的實際輸送工況調節自動成栓閥的開啟及關閉壓力，調試完成后一般不再做調節。

4 調試壓力與循環時間設置

電除塵一電場輸灰管路上自動成栓閥安裝結束以后，根據輸灰現場的實際輸送工況調節自動成栓閥的開啟壓力為0.25 MPa、關閉壓力為0.20 MPa；在輸送壓力達到0.40 MPa時，關閉所有流化閥；在輸送壓力降至0.07 MPa時，輸灰程序結束，開始進行下一輪輸灰程序。改造后，倉泵落料時間調整范圍為50～200 s，輸送間隔范圍為400～ 650 s。

經過灰斗積灰后滿泵試驗，落料時間改為55 s以上，輸送平均時間330～420 s可完成一個輸灰循環，如果煤種較好循環時間間隔更長。改造前后的參數對比如表1所示。

5 結束語

對電除塵一電場輸灰管線進行改造、加裝自動成栓閥以后，當機組高負荷或鍋爐燃煤發生變化時，無論灰量還是顆粒度(比重)如何，都能滿足一電場正常輸灰。最大輸灰量由改造前的90 t/h提高到改造后的120 t/h，避免了因管路堵塞引起電除塵器灰斗高料位、部分電場短路跳閘等現象，徹底解決了人工事故排灰、電除塵器區域污染等問題。